一种用于太阳能背板的水散热装置
技术领域
本发明属于太阳能背板领域，具体涉及一种用于太阳能背板的水散热装置。
背景技术
目前常用的太阳能电池背板主要为TPT背板，其一方面价格较高，另外其采用大量导热性能非常差的高分子树脂，无法将太阳能电池片产生的热量有效的导出，在光伏组件中应用的局限性表现的越来越突出。为了将太阳电池组件内的热量及时有效的导出，目前主要途径为选用导热能力较高的金属材料作为太阳能电池背板。但是，由于金属材料对近红外光谱有较强的吸收能力，比热低的金属材料吸收热量后，温升较快，因此，金属背板在散热方面相比TPT背板并没有太大优势。
为了使太阳能电池组件能长久的正常工作，保证其正常的功率输出，出现了一些其它给组件散热的方法，例如给组件加装水冷却、其冷却循环装置等。公开号为CN107706259A的中国发明专利公开了一种太阳能背板水散热装置，以碳纳米管为导热材料，氨基硅树脂为粘合剂，聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，辅以引发剂、发泡剂和固化剂形成粘稠固化液，并在模具中微波固化反应和恒温固化得到导热管，然后将第二引发剂和第二固化剂加入丙烯酸盐，微热条件下进行离心镀膜法，冷却后得到水散热装置。该水散热装置能够充分利用水资源进行热量吸收，导热板具有良好的导热效果，丙烯酸盐聚合物具有良好的吸水效果，保证水分子的停留，达到良好的热量传递效果，同时利用水的大比热容，能够大量吸收热量，同时利用水与水的优异传递效果，大大提高了热量传递效果，为增加水的快速吸收效果，采用丙烯酸盐聚合物的强吸水效果，有效的增加了水的停留时间，提高了热量利用率。
该技术方案能够利用水的高比热容和同质快速热量传递的方式实现背板的快速散热，但是丙烯酸盐具有良好的吸水性，造成边缘的蒸馏水长时间停留，随着使用时间的延长，水质发生变化。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种用于太阳能背板的水散热装置，解决了水散热装置内的蒸馏水因长时间停留造成水质变化的问题，利用变径散热管的方式提升在蒸馏水与散热表面的充分接触，实现了快速散热效果，且不存在蒸馏水停留问题。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种用于太阳能背板的水散热装置，包括过滤散热管和导热管，所述导热管采用硅基氧化铝导热管，所述过滤散热管同轴设置在导热管内，且所述过滤散热管紧贴导热管内壁，所述过滤散热管采用变孔散热管，且所述过滤散热管采用导热材料，进一步的，所述过滤散热管采用多孔氧化铝管。
所述过滤散热管包括由内至外同轴紧密设置的第一微孔散热管、第二微孔散热管和第三微孔散热管，所述第二微孔散热管的孔密度大于第一微孔散热管和第三微孔散热管，所述第二微孔散热管靠近进水端的管口密封或呈微孔状，进一步的，所述微孔结构的孔密度不小于第二微孔散热管的孔密度，所述第二微孔散热管远离进水端的管口边缘连接导热管内壁，且该连接段呈密封状或者微孔状，进一步的，所述微孔状结构的孔密度不小于第二微孔散热管的孔密度。
所述水散热装置的制备方法包括如下步骤：
步骤1，将聚乙烯吡咯烷酮加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入纳米氧化铝并搅拌均匀，形成悬浊液，经减压蒸馏浓缩后得到第一浆料，所述聚乙烯吡咯烷酮在无水乙醇中的浓度为100-200g/L，纳米氧化铝的加入量是聚乙烯吡咯烷酮质量的50-70％，减压蒸馏的压力为标准大气压的60-80％，第一浆料的体积是无水乙醇体积的10-20％；
步骤2，将聚乙烯吡咯烷酮加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入纳米氧化铝搅拌均匀，经减压蒸馏浓缩后得到第二浆料；所述聚乙烯吡咯烷酮在无水乙醇中浓度为100-200g/L，纳米氧化铝的加入量是聚乙烯吡咯烷酮的200-400％，减压蒸馏的压力为标准大气压的60-80％，第一浆料的体积是无水乙醇体积的10-20％；
步骤3，将第一浆料加入第一模具内恒温烘干形成第一柱状体，然后将第一柱状体放入第二模具中，注入第二浆料，恒温烘干形成第二柱状体；最后将第二浆料涂覆在第二柱状体表面，并放入圆柱筒内恒温烘干，得到过滤散热预制管；该步骤内的恒温烘干温度为80-100℃；
步骤4，将氨基树脂与纳米氧化铝搅拌均匀并加入至无水乙醇中形成悬浊液醇液，然后加入引发剂和发泡剂搅拌形成第四浆料，然后将第四浆料喷涂在过滤散热预制管的外表面，并烘干，反复2-5次，得到预制散热装置；所述氨基树脂与纳米氧化铝的质量比为3:2-6，所述纳米氧化铝在无水乙醇中的浓度为100-300g/L，所述引发剂采用过氧化苯甲酰，加入量是氨基树脂质量的3-5％，所述发泡剂采用亚硝基化合物，加入量是氨基树脂质量的3-5％；所述搅拌速度为1000-2000r/min，所述喷涂的喷涂量为10-20g/cm2，烘干温度为80-90℃；
步骤5，将预制散热装置放入反应釜中微波固化反应2-4h，恒温挤压2-3h，然后浸泡至无水乙醇中并超声20-30min，取出后烘干得到散热装置；所述微波固化的温度为120-150℃，微波功率为200-700W，所述恒温挤压的温度为130-160℃，挤压压力为1-3MPa，所述超声的频率为50-80kHz，所述烘干温度为90-100℃。
进一步的，步骤5中的无水乙醇的浸泡液在100-120℃下蒸发得到聚乙烯吡咯烷酮，蒸发液降温得到无水乙醇，实现了无水乙醇与聚乙烯吡咯烷酮的回收利用。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了水散热装置内的蒸馏水因长时间停留造成水质变化的问题，利用变径散热管的方式提升在蒸馏水与散热表面的充分接触，实现了快速散热效果，且不存在蒸馏水停留问题。
2.本发明利用散热管与导热管的同材质结构，能够实现内部的热量快速传递，形成大比表面散热体系，增加了热量传递均匀性，有效的提升了热量传递效果。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
结合图1，详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
如图1所示，一种用于太阳能背板的水散热装置，包括过滤散热管2和导热管1，所述导热管1采用硅基氧化铝导热管，所述过滤散热管2同轴设置在导热管1内，且所述过滤散热管2紧贴导热管1内壁，所述过滤散热管2采用变孔散热管，且所述过滤散热管采用导热材料，进一步的，所述过滤散热管采用多孔氧化铝管。
所述过滤散热管2包括由内至外同轴紧密设置的第一微孔散热管2-1、第二微孔散热管2-2和第三微孔散热管2-3，所述第二微孔散热管2-2的孔密度大于第一微孔散热管和第三微孔散热管，所述第二微孔散热管靠近进水端的管口密封或呈微孔状，进一步的，所述微孔结构的孔密度不小于第二微孔散热管的孔密度，所述第二微孔散热管远离进水端的管口边缘连接导热管1内壁，且该连接段呈密封状或者微孔状，进一步的，所述微孔状结构的孔密度不小于第二微孔散热管的孔密度。
所述水散热装置的制备方法包括如下步骤：
步骤1，将聚乙烯吡咯烷酮加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入纳米氧化铝并搅拌均匀，形成悬浊液，经减压蒸馏浓缩后得到第一浆料，所述聚乙烯吡咯烷酮在无水乙醇中的浓度为100-200g/L，纳米氧化铝的加入量是聚乙烯吡咯烷酮质量的50-70％，减压蒸馏的压力为标准大气压的60-80％，第一浆料的体积是无水乙醇体积的10-20％；
步骤2，将聚乙烯吡咯烷酮加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入纳米氧化铝搅拌均匀，经减压蒸馏浓缩后得到第二浆料；所述聚乙烯吡咯烷酮在无水乙醇中浓度为100-200g/L，纳米氧化铝的加入量是聚乙烯吡咯烷酮的200-400％，减压蒸馏的压力为标准大气压的60-80％，第一浆料的体积是无水乙醇体积的10-20％；
步骤3，将第一浆料加入第一模具内恒温烘干形成第一柱状体，然后将第一柱状体放入第二模具中，注入第二浆料，恒温烘干形成第二柱状体；最后将第二浆料涂覆在第二柱状体表面，并放入圆柱筒内恒温烘干，得到过滤散热预制管；该步骤内的恒温烘干温度为80-100℃；
步骤4，将氨基树脂与纳米氧化铝搅拌均匀并加入至无水乙醇中形成悬浊液醇液，然后加入引发剂和发泡剂搅拌形成第四浆料，然后将第四浆料喷涂在过滤散热预制管的外表面，并烘干，反复2-5次，得到预制散热装置；所述氨基树脂与纳米氧化铝的质量比为3:2-6，所述纳米氧化铝在无水乙醇中的浓度为100-300g/L，所述引发剂采用过氧化苯甲酰，加入量是氨基树脂质量的3-5％，所述发泡剂采用亚硝基化合物，加入量是氨基树脂质量的3-5％；所述搅拌速度为1000-2000r/min，所述喷涂的喷涂量为10-20g/cm2，烘干温度为80-90℃；
步骤5，将预制散热装置放入反应釜中微波固化反应2-4h，恒温挤压2-3h，然后浸泡至无水乙醇中并超声20-30min，取出后烘干得到散热装置；所述微波固化的温度为120-150℃，微波功率为200-700W，所述恒温挤压的温度为130-160℃，挤压压力为1-3MPa，所述超声的频率为50-80kHz，所述烘干温度为90-100℃。
进一步的，步骤5中的无水乙醇的浸泡液在100-120℃下蒸发得到聚乙烯吡咯烷酮，蒸发液降温得到无水乙醇，实现了无水乙醇与聚乙烯吡咯烷酮的回收利用。
进一步的，所述水散热装置的导热管采用α-氧化铝，所述过滤散热管采用γ-氧化铝。
进一步的，所述水散热装置直接设置在太阳能背板中，且水散热装置两端两端裸露在太阳能背板两侧。
进一步的，所述第三微孔散热管为进水管，以第一微孔散热管为出水管。
实施例1
一种用于太阳能背板的水散热装置，包括过滤散热管和导热管，所述导热管采用硅基氧化铝导热管，所述过滤散热管同轴设置在导热管内，且所述过滤散热管紧贴导热管内壁，所述过滤散热管采用变孔散热管，且所述过滤散热管采用导热材料，所述过滤散热管采用多孔氧化铝管。
所述过滤散热管包括由内至外同轴紧密设置的第一微孔散热管、第二微孔散热管和第三微孔散热管，所述第二微孔散热管的孔密度大于第一微孔散热管和第三微孔散热管，所述第二微孔散热管靠近进水端的管口密封或呈微孔状，进一步的，所述微孔结构的孔密度不小于第二微孔散热管的孔密度，所述第二微孔散热管远离进水端的管口边缘连接导热管内壁，且该连接段呈密封状或者微孔状，进一步的，所述微孔状结构的孔密度不小于第二微孔散热管的孔密度。
所述水散热装置的制备方法包括如下步骤：
步骤1，将聚乙烯吡咯烷酮加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入纳米氧化铝并搅拌均匀，形成悬浊液，经减压蒸馏浓缩后得到第一浆料，所述聚乙烯吡咯烷酮在无水乙醇中的浓度为100g/L，纳米氧化铝的加入量是聚乙烯吡咯烷酮质量的50％，减压蒸馏的压力为标准大气压的60％，第一浆料的体积是无水乙醇体积的10％；
步骤2，将聚乙烯吡咯烷酮加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入纳米氧化铝搅拌均匀，经减压蒸馏浓缩后得到第二浆料；所述聚乙烯吡咯烷酮在无水乙醇中浓度为100g/L，纳米氧化铝的加入量是聚乙烯吡咯烷酮的200％，减压蒸馏的压力为标准大气压的60％，第一浆料的体积是无水乙醇体积的10％；
步骤3，将第一浆料加入第一模具内恒温烘干形成第一柱状体，然后将第一柱状体放入第二模具中，注入第二浆料，恒温烘干形成第二柱状体；最后将第二浆料涂覆在第二柱状体表面，并放入圆柱筒内恒温烘干，得到过滤散热预制管；该步骤内的恒温烘干温度为80℃；
步骤4，将氨基树脂与纳米氧化铝搅拌均匀并加入至无水乙醇中形成悬浊液醇液，然后加入引发剂和发泡剂搅拌形成第四浆料，然后将第四浆料喷涂在过滤散热预制管的外表面，并烘干，反复2次，得到预制散热装置；所述氨基树脂与纳米氧化铝的质量比为3:2，所述纳米氧化铝在无水乙醇中的浓度为100g/L，所述引发剂采用过氧化苯甲酰，加入量是氨基树脂质量的3％，所述发泡剂采用亚硝基化合物，加入量是氨基树脂质量的3％；所述搅拌速度为1000r/min，所述喷涂的喷涂量为10g/cm2，烘干温度为80℃；
步骤5，将预制散热装置放入反应釜中微波固化反应2h，恒温挤压2h，然后浸泡至无水乙醇中并超声20min，取出后烘干得到散热装置；所述微波固化的温度为120℃，微波功率为200W，所述恒温挤压的温度为130℃，挤压压力为1MPa，所述超声的频率为50kHz，所述烘干温度为90℃。
进一步的，步骤5中的无水乙醇的浸泡液在100℃下蒸发得到聚乙烯吡咯烷酮，蒸发液降温得到无水乙醇，实现了无水乙醇与聚乙烯吡咯烷酮的回收利用。
实施例2
一种用于太阳能背板的水散热装置，包括过滤散热管和导热管，所述导热管采用硅基氧化铝导热管，所述过滤散热管同轴设置在导热管内，且所述过滤散热管紧贴导热管内壁，所述过滤散热管采用变孔散热管，且所述过滤散热管采用导热材料，所述过滤散热管采用多孔氧化铝管。
所述过滤散热管包括由内至外同轴紧密设置的第一微孔散热管、第二微孔散热管和第三微孔散热管，所述第二微孔散热管的孔密度大于第一微孔散热管和第三微孔散热管，所述第二微孔散热管靠近进水端的管口密封或呈微孔状，进一步的，所述微孔结构的孔密度不小于第二微孔散热管的孔密度，所述第二微孔散热管远离进水端的管口边缘连接导热管内壁，且该连接段呈密封状或者微孔状，进一步的，所述微孔状结构的孔密度不小于第二微孔散热管的孔密度。
所述水散热装置的制备方法包括如下步骤：
步骤1，将聚乙烯吡咯烷酮加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入纳米氧化铝并搅拌均匀，形成悬浊液，经减压蒸馏浓缩后得到第一浆料，所述聚乙烯吡咯烷酮在无水乙醇中的浓度为200g/L，纳米氧化铝的加入量是聚乙烯吡咯烷酮质量的70％，减压蒸馏的压力为标准大气压的80％，第一浆料的体积是无水乙醇体积的20％；
步骤2，将聚乙烯吡咯烷酮加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入纳米氧化铝搅拌均匀，经减压蒸馏浓缩后得到第二浆料；所述聚乙烯吡咯烷酮在无水乙醇中浓度为200g/L，纳米氧化铝的加入量是聚乙烯吡咯烷酮的400％，减压蒸馏的压力为标准大气压的80％，第一浆料的体积是无水乙醇体积的20％；
步骤3，将第一浆料加入第一模具内恒温烘干形成第一柱状体，然后将第一柱状体放入第二模具中，注入第二浆料，恒温烘干形成第二柱状体；最后将第二浆料涂覆在第二柱状体表面，并放入圆柱筒内恒温烘干，得到过滤散热预制管；该步骤内的恒温烘干温度为100℃；
步骤4，将氨基树脂与纳米氧化铝搅拌均匀并加入至无水乙醇中形成悬浊液醇液，然后加入引发剂和发泡剂搅拌形成第四浆料，然后将第四浆料喷涂在过滤散热预制管的外表面，并烘干，反复5次，得到预制散热装置；所述氨基树脂与纳米氧化铝的质量比为1:2，所述纳米氧化铝在无水乙醇中的浓度为300g/L，所述引发剂采用过氧化苯甲酰，加入量是氨基树脂质量的5％，所述发泡剂采用亚硝基化合物，加入量是氨基树脂质量的5％；所述搅拌速度为2000r/min，所述喷涂的喷涂量为20g/cm2，烘干温度为90℃；
步骤5，将预制散热装置放入反应釜中微波固化反应4h，恒温挤压3h，然后浸泡至无水乙醇中并超声30min，取出后烘干得到散热装置；所述微波固化的温度为150℃，微波功率为700W，所述恒温挤压的温度为160℃，挤压压力为3MPa，所述超声的频率为80kHz，所述烘干温度为100℃。
进一步的，步骤5中的无水乙醇的浸泡液在120℃下蒸发得到聚乙烯吡咯烷酮，蒸发液降温得到无水乙醇，实现了无水乙醇与聚乙烯吡咯烷酮的回收利用。
实施例3
一种用于太阳能背板的水散热装置，包括过滤散热管和导热管，所述导热管采用硅基氧化铝导热管，所述过滤散热管同轴设置在导热管内，且所述过滤散热管紧贴导热管内壁，所述过滤散热管采用变孔散热管，且所述过滤散热管采用导热材料，进一步的，所述过滤散热管采用多孔氧化铝管。
所述过滤散热管包括由内至外同轴紧密设置的第一微孔散热管、第二微孔散热管和第三微孔散热管，所述第二微孔散热管的孔密度大于第一微孔散热管和第三微孔散热管，所述第二微孔散热管靠近进水端的管口密封或呈微孔状，进一步的，所述微孔结构的孔密度不小于第二微孔散热管的孔密度，所述第二微孔散热管远离进水端的管口边缘连接导热管内壁，且该连接段呈密封状或者微孔状，进一步的，所述微孔状结构的孔密度不小于第二微孔散热管的孔密度。
所述水散热装置的制备方法包括如下步骤：
步骤1，将聚乙烯吡咯烷酮加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入纳米氧化铝并搅拌均匀，形成悬浊液，经减压蒸馏浓缩后得到第一浆料，所述聚乙烯吡咯烷酮在无水乙醇中的浓度为150g/L，纳米氧化铝的加入量是聚乙烯吡咯烷酮质量的60％，减压蒸馏的压力为标准大气压的70％，第一浆料的体积是无水乙醇体积的15％；
步骤2，将聚乙烯吡咯烷酮加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入纳米氧化铝搅拌均匀，经减压蒸馏浓缩后得到第二浆料；所述聚乙烯吡咯烷酮在无水乙醇中浓度为150g/L，纳米氧化铝的加入量是聚乙烯吡咯烷酮的300％，减压蒸馏的压力为标准大气压的70％，第一浆料的体积是无水乙醇体积的15％；
步骤3，将第一浆料加入第一模具内恒温烘干形成第一柱状体，然后将第一柱状体放入第二模具中，注入第二浆料，恒温烘干形成第二柱状体；最后将第二浆料涂覆在第二柱状体表面，并放入圆柱筒内恒温烘干，得到过滤散热预制管；该步骤内的恒温烘干温度为90℃；
步骤4，将氨基树脂与纳米氧化铝搅拌均匀并加入至无水乙醇中形成悬浊液醇液，然后加入引发剂和发泡剂搅拌形成第四浆料，然后将第四浆料喷涂在过滤散热预制管的外表面，并烘干，反复4次，得到预制散热装置；所述氨基树脂与纳米氧化铝的质量比为3:5，所述纳米氧化铝在无水乙醇中的浓度为200g/L，所述引发剂采用过氧化苯甲酰，加入量是氨基树脂质量的4％，所述发泡剂采用亚硝基化合物，加入量是氨基树脂质量的4％；所述搅拌速度为1500r/min，所述喷涂的喷涂量为15g/cm2，烘干温度为85℃；
步骤5，将预制散热装置放入反应釜中微波固化反应3h，恒温挤压3h，然后浸泡至无水乙醇中并超声25min，取出后烘干得到散热装置；所述微波固化的温度为140℃，微波功率为500W，所述恒温挤压的温度为150℃，挤压压力为2MPa，所述超声的频率为70kHz，所述烘干温度为95℃。
进一步的，步骤5中的无水乙醇的浸泡液在110℃下蒸发得到聚乙烯吡咯烷酮，蒸发液降温得到无水乙醇，实现了无水乙醇与聚乙烯吡咯烷酮的回收利用。
性能检测
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明解决了水散热装置内的蒸馏水因长时间停留造成水质变化的问题，利用变径散热管的方式提升在蒸馏水与散热表面的充分接触，实现了快速散热效果，且不存在蒸馏水停留问题。
2.本发明利用散热管与导热管的同材质结构，能够实现内部的热量快速传递，形成大比表面散热体系，增加了热量传递均匀性，有效的提升了热量传递效果。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
